Proceso de formación de experimentos y análisis de resultados.
Resultados experimentales muestran que la condición necesaria y suficiente para que se produzcan deslizamientos de tierra en el frente del delta es que exista un determinado mecanismo desencadenante. El mecanismo de activación puede ser externo, como la acción de un terremoto, acción de las olas, etc. o puede ser interno, como el hundimiento por compactación provocado por la gravedad del cuerpo de arena del frente del delta. Bajo la acción de diferentes mecanismos, el proceso de formación y los patrones de distribución de los cuerpos de turbiditas de asentamiento son bastante diferentes.
(1) Simulación de terremotos
La acción sísmica es el mecanismo externo más directo y frecuente. No sólo puede producir fallas y barrancos, sino también inducir colapsos y deslizamientos. La actividad sísmica es particularmente frecuente en las cuencas del rift.
El experimento de simulación primero depositó un cuerpo de sedimento del delta con una extensión de 2,7 m en la forma del fondo. Después de que se clarificó el agua de la piscina, el martillo de 24 libras se elevó 0,5 m y se dejó caer libremente. , y se golpea desde el punto de activación de la fuente del terremoto hasta el momento en que se produce el colapso obvio en el frente del delta, el martillo se golpea 20 veces durante 40 segundos. Bajo la acción de los terremotos, se produjeron dos tipos de hundimientos, a saber, hundimiento por licuefacción y hundimiento por escalón de falla, en el frente del delta, formando tres tipos de cuerpos de turbiditas de hundimiento que se pueden observar claramente. Se distribuyen en diferentes zonas y forman un sistema de turbiditas de asentamiento ampliamente desarrollado en el frente del delta.
1. Cuerpo de turbidita de asentamiento licuado
En el lado cercano a la fuente del terremoto, debido a la fuerte vibración, el frente del delta se licua fuertemente y el colapso general avanza. Se pueden formar pequeñas turbiditas delante del cuerpo licuado. La fuente de las turbiditas proviene de los depósitos arenosos en la parte inferior del extremo inicial del canal fangoso. Suben a la superficie bajo la acción de la licuefacción y luego avanzan. la pendiente inferior bajo la acción de la gravedad. Migra en dirección descendente. Durante el movimiento, también transporta sedimentos fangosos superficiales y agua para formar una mezcla de arena, barro y agua. Después de moverse una cierta distancia, se deposita. para formar turbiditas. Este tipo de cuerpo de turbidita a menudo se distribuye en la parte central del talud frontal y del talud inferior. Es de pequeña escala y tiene propiedades físicas pobres. La existencia de una pendiente en el fondo es un requisito previo importante para su migración y deposición.
2. Cuerpo de turbidita con asentamiento en el escalón de la falla
En el lado alejado de la fuente del terremoto, la vibración del basamento provoca que se forme localmente un escalón de falla casi vertical en el frente del delta. La parte superior del escalón de falla desconecta la capa de acreción superior en la parte superior del cuerpo del delta, y la parte inferior se desarrolla a lo largo del lecho anterior. Los sedimentos sobre los escalones de la falla se deslizan hacia abajo a lo largo de la pendiente frontal bajo la acción de la gravedad, y primero forman los correspondientes cuerpos de arena de primer nivel en el área de agua más profunda al pie de la pendiente. A medida que continúa la sacudida, el cuerpo de arena local frente al cuerpo de asentamiento primario se separará repentinamente del cuerpo de asentamiento principal y se moverá y depositará hacia la depresión profunda, formando un cuerpo de turbidita de asentamiento secundario aislado en la depresión profunda.
El frente del delta en realidad está compuesto por múltiples cuerpos forestales relativamente independientes. Los escalones de falla generados por los terremotos pueden romper múltiples cuerpos frontales en el borde frontal, convirtiéndolos en la fuente de cuerpos de turbidita que se desploman. Los cuerpos de proa en diferentes posiciones tienen diferentes energías potenciales Durante el proceso de deslizamiento, debido al diferente orden de deslizamiento y velocidad de cada cuerpo de proa de una sola capa, estos cuerpos de proa se superponen entre sí y también se ven afectados por la fuerza de su propia gravedad. mientras se desliza hacia abajo Empuje de la masa de acreción antes de posteriores deslizamientos de tierra. En la etapa inicial del deslizamiento de tierra, estos cuerpos apilados se deslizan hacia abajo a lo largo de la pendiente en su conjunto, y la velocidad disminuye gradualmente después de llegar al pie de la pendiente. Un fuerte terremoto en el proceso de vibración continua forma un nuevo cuerpo apilado, que se desliza cuesta abajo a gran velocidad y golpea el cuerpo apilado formado anteriormente. El cuerpo apilado más frontal se desprenderá de todo el cuerpo bajo la acción de la fuerza de colisión. Y avanzar hacia la profunda depresión. Es como una serie de colisiones. Si una fila de bolas que están cerca una de otra golpea a la última, solo la delantera será eliminada, mientras que las otras bolas seguirán estando juntas. Cuando ocurre otro terremoto fuerte, la fuerza de impacto de la pila de atrás hará que la segunda pila de enfrente se separe del grupo, formando un nuevo cuerpo de turbidita o haciendo contacto con la primera pila para formar un depósito de turbidita compuesto (Figura 10-10).
Figura 10-10 Diagrama esquemático de la distribución de la sección transversal del sistema de turbidita de asentamiento en escalón de falla en el frente del delta
El cuerpo de turbidita de asentamiento secundario tiene una gran escala de desarrollo, una larga distancia de movimiento y propiedades físicas relativamente pobres. Bueno, y en su mayoría distribuido dentro de depresiones profundas, con buenas condiciones de fuente, yacimiento y capa, a menudo son objetivos favorables para la exploración de yacimientos ocultos de petróleo y gas.
Además, otro tipo de cuerpo de turbidita se desarrolla en el borde frontal o borde lateral dentro del cuerpo de asentamiento del primer nivel. Son de pequeña escala y se mueven a corta distancia. La parte donde ocurre el deslizamiento de tierra no es la misma. Frente del delta. Es un cuerpo anterior en el borde, pero un pequeño cuerpo de arena de turbidita recién formado durante el proceso de migración del cuerpo de asentamiento primario. También se le puede llamar cuerpo de turbidita superpuesto secundario. Se mueven a lo largo de la dirección descendente de la pendiente inferior bajo la acción de la gravedad, formando un pequeño sistema de turbidita y canal fangoso. Este tipo de cuerpo de turbidita se deposita principalmente al pie del talud frontal y es difícil de distinguir del cuerpo primario del deslizamiento de tierra, por lo que no se considera un objetivo de exploración favorable.
En general, el cuerpo de turbiedad de asentamiento secundario es de gran escala, alcanzando el mayor los 30×18cm2 y el más pequeño los 10×10cm2. Los dos cuerpos de turbidez de asentamiento licuados son más pequeños, el más grande mide 6 × 4 cm2 y el más pequeño mide 3 × 3 cm2. Las áreas de las dos turbiditas secundarias superpuestas también son muy pequeñas, ambas de alrededor de 3×3 cm2. El canal fangoso más largo en el deslizamiento de tierra secundario puede extenderse desde la raíz del talud frontal hasta la parte superior del tanque de agua, con una longitud de 100 cm, y el corto puede tener una longitud de hasta 30 cm (excepto las chimeneas secundarias). El ancho del canal generalmente está relacionado con el tamaño de la turbidita. Cuanto más grande es la turbidita, más ancho es el canal.
(2) Simulación sin ningún mecanismo de activación externo
Sin ningún mecanismo de activación externo, la razón fundamental para la generación de cuerpos de turbidita con asentamiento del frente delta es la presión de los cuerpos de arena frontales. Verdadero efecto de hundimiento. El cuerpo de arena en la entrada de agua del canal principal frontal se compacta y se hunde hacia la lutita inferior bajo su propia gravedad, provocando el colapso local del frente del delta y generando cuerpos de arena de turbidita transportados a larga distancia.
El frecuente desvío de los cauces de los ríos secundarios en la llanura del delta es también la principal forma en que el delta continúa desarrollándose y creciendo. Durante el período entre canales, la llanura del delta estuvo dominada por sedimentación de desbordamiento, sin que se desarrollara un canal principal, y una gran cantidad de sedimento fangoso fue llevado al borde frontal de la cuenca del lago. Debido a que las corrientes de turbidez fangosa transportan una distancia relativamente larga, se formará lutita más gruesa y de superficie recta en el frente del delta, que cubre directamente la parte inferior de la pendiente frontal. Esta capa de lutita no está consolidada y está llena de agua. Una vez que el material se deposita en la parte superior, estará en un estado poco compactado. Por lo tanto, es un requisito previo importante para los deslizamientos de tierra del frente del delta sin un mecanismo desencadenante.
Durante la etapa de desarrollo del canal principal, una gran cantidad de sedimento arenoso fue transportado hacia el frente deltaico a través del canal, formando un cuerpo frontal con pendiente frontal fija. Este grupo de cuerpos forestales se formó directamente sobre la lutita durante el período intermitente del canal del río. Cuando su escala y espesor sedimentario alcanzan un cierto nivel, su propia gravedad comienza a exceder la capacidad de carga de la lutita subyacente. Se producirá una falla normal de alto ángulo en el borde frontal, el cuerpo frontal de arenisca en la pared colgante de la falla se desplomó y se hundió bajo la acción de su propia gravedad, reemplazando los depósitos de lutita inferiores y obligando a la lutita a moverse cuesta abajo. Al mismo tiempo, después del colapso del cuerpo de arenisca, la pendiente de la pendiente frontal se vuelve suave y la piedra arenisca puede deslizarse más a lo largo de la superficie del sedimento fangoso. Cuanto mayor sea la escala del cuerpo de arena desplomado, más lejos se moverá. . Para la lutita inferior, la calidad de estos cuerpos de arena también está sobrecargada, por lo tanto, se pueden formar múltiples fallas normales contemporáneas a lo largo de la distribución de areniscas desplomadas. Las areniscas en las placas descendentes de cada falla también se hundirán y colapsarán a medida que continúe el colapso principal. Durante el movimiento también se pueden formar deformaciones, diversas estructuras de deformación, como estructuras de llamas y estructuras de arrugas, que reflejan la deposición del flujo por gravedad, como moldes de carga pesada. La deformación por amasado de la lutita hace que los cuerpos de arena hundidos que originalmente estaban desconectados por fallas se vuelvan más aislados, formando una serie de cuerpos de turbidita aislados en el frente del delta. Al mismo tiempo, debido a que la lutita saturada de agua también puede licuarse bajo la gravedad de los sedimentos superiores, la zona ya deformada delante del cuerpo principal de arena se vuelve más complicada.
Debido a la existencia de la pendiente del fondo, el cuerpo de arena que se desploma y la corriente de turbidez mixta de arena, lodo y agua formada por licuefacción se deslizarán a lo largo de la forma del fondo bajo la acción de la gravedad, erosionando una pendiente casi vertical. Costa. Canales de aguas profundas a lo largo de los cuales los sedimentos se mueven y depositan lentamente. Los sedimentos arenosos se depositarán primero durante el movimiento, formando pequeños cuerpos de arena turbidita conectados intermitentemente o aislados a lo largo de los canales. En la ruptura de la pendiente de la forma del fondo, debido a la disminución repentina en el gradiente de la pendiente y la reducción en el contenido de sedimentos arenosos, los sedimentos fangosos restantes perdieron su poder de migración y divergieron cerca de la ruptura de la pendiente, formando un cuerpo divergente en forma de lengua (Figura 10). -11).
Figura 10-11 Distribución plana del sistema de asentamiento del frente delta sin mecanismo de disparo externo (unidad: cm)
Después del período de desarrollo del canal, todo el perfil del frente continúa aceptando depósito de lodo y esperar la llegada del próximo cauce principal del río. El cauce principal del río en la próxima fase también sufrirá tales cambios. Al mismo tiempo, el colapso del último grupo también puede empujar los cuerpos de arenisca ya aislados o casi aislados del primer grupo hacia la cuenca del lago y mantenerlos más lejos de la zona de origen. Múltiples etapas de compactación y hundimiento han hecho más compleja la distribución de este tipo de cuerpos de turbidita. Los cuerpos de turbidita en canales de aguas profundas formados por hundimiento por compactación temprana, e incluso cuerpos de arena de asentamiento principal temprano, también pueden aislarse gradualmente debajo de deltas posteriores.
(3) Simulación de la acción de las olas
Las olas tienen un fuerte efecto de erosión en la orilla del lago. Las frecuentes actividades tectónicas en las cuencas del rift no sólo producirán fuertes terremotos, sino que también agitarán el agua en la cuenca del lago y provocarán que las olas formadas puedan destruir y transformar el frente del delta, induciendo así la formación de cuerpos de arena turbidita. Este tipo de cuerpo de turbidita no es causado por hundimiento, sino que es producto de la redeposición de cuerpos de arena frontales.
La simulación de la acción de las olas se realiza sobre la base de que el nivel del lago permanece básicamente sin cambios. Una vez clarificada la masa de agua, se crean olas en el centro del extremo del tanque mediante las subidas y bajadas. del recipiente en el agua. El tiempo de formación de olas es de 4 minutos, la altura promedio de las olas es de 8 cm.
Bajo la acción del oleaje, los sedimentos cercanos a la costa son removidos por las olas formando corrientes de turbiedad, que son arrastradas al interior de la cuenca del lago por el contraflujo de las olas, y se redepositan debajo. la base máxima de la onda. Después de que los sedimentos del frente entre la superficie del agua tranquila y la base máxima de la ola son arrastrados por el contraflujo de las olas, se forma una zona de licuefacción en forma de anillo en el frente del delta. La zona de licuefacción es una zona sedimentaria plana, ya que los sedimentos originales en la parte superior de la zona son arrastrados por el reflujo de las olas, la arena y la lutita llenas de agua en la parte inferior suben a la superficie debido a la desaparición repentina del agua. presión en la parte superior, formando fenómenos de licuefacción como volcanes de arena y volcanes de lodo, la superficie de deposición de arenisca en la zona de licuefacción final estaba cubierta por lutita y mostraba una zonación obvia.
La redeposición de sedimentos transportados por el reflujo de las olas al pie de la pendiente del frente del delta es un requisito previo importante para la formación posterior de cuerpos de turbiditas en el frente del delta. La arenisca depositada al pie del talud frontal avanza a lo largo del talud inferior del frente del delta bajo la acción de la gravedad, formando cuerpos de arena en forma de dedos (Figura 10-12). Las raíces de estos cuerpos de arena en forma de dedos están conectadas al cuerpo de arena principal depositado al pie de la pendiente, y los dedos se estrechan hacia el lago más profundo. La energía del cuerpo de arena con forma de dedo se debilita gradualmente durante el movimiento. El cuerpo de arena con forma de dedo pronto dejará de moverse debido a la tracción del cuerpo de arena principal, mientras que el cuerpo de arena con forma de dedo continuará moviéndose a lo largo de la pendiente inferior. Bajo la acción de la gravedad y la fuerza de inercia, hasta que desaparece toda su energía, se forman cuerpos de arena de turbidita aislados en el borde frontal.
Figura 10-12 Diagrama esquemático de la modificación de la onda del frente delta
Este tipo de cuerpo de turbidez migra en forma de flujo en bloque. Dado que no hay suplemento de energía posterior, su dinámica de migración es. muy lento. Se disipa rápidamente y por lo tanto no se mueve muy lejos. Además, el pequeño tamaño del cuerpo de arena de la punta de los dedos también puede ser una de las razones por las que no se mueve muy lejos, lo que dificulta distinguir este tipo de cuerpo de turbidita del cuerpo de arena principal del delta en la exploración real.
Los cuerpos de turbiditas formados por la acción de las olas son de pequeña escala, pocos en número y cercanos al cuerpo principal de arena del delta. En el experimento, el cuerpo de turbidita formado por un solo cuerpo de arena en forma de dedo fue el más obvio, formando dos pequeños cuerpos de turbidita aislados. El cuerpo de turbidita frontal tenía un tamaño de 2 × 3 cm2 y estaba a 55 cm del cuerpo de arena principal en el pie. del talud (distancia del canal fangoso); el cuerpo de arena de turbidita posterior es relativamente grande, de 3 × 5 cm2 de tamaño, a 30 cm del cuerpo principal de arena al pie de la pendiente, y el canal de lodo es de 2 a 3). cm de ancho.
(4) Reglas de distribución de cuerpos de turbidita de asentamiento
Los cuerpos de turbidita del frente delta formados por diferentes mecanismos tienen diferentes características de depósito, escala de desarrollo y reglas de distribución. En la historia geológica, pueden coexistir y actuar simultáneamente varios mecanismos genéticos. En otras palabras, los cuerpos de turbiditas que se desarrollan en el frente del delta suelen ser de origen mixto, y diferentes tipos de cuerpos de turbiditas arenosos forman escamas en el frente del delta, que aparecen en cinturones. No sólo nos permite ver la diversidad de tipos de yacimientos de petróleo y gas ocultos en el frente del delta y las buenas perspectivas de exploración, sino que también aumenta la dificultad de nuestra predicción.
De acuerdo con los resultados de la simulación experimental del canal, se puede encontrar que la distribución de los cuerpos de turbidita en el frente del delta tiene una zonación obvia.
Bajo diversos mecanismos genéticos, el hundimiento del cuerpo principal del frente del delta se depositará al pie de la pendiente frontal. Los cuerpos de arena depositados por estos asentamientos principales a menudo se superponen verticalmente entre sí y están estrechamente conectados con los cuerpos de arena de la pendiente del frente del delta en el plano. Aunque pueden distinguirse por diferencias en las estructuras sedimentarias, debido a su buena conectividad, la deposición del cuerpo de asentamiento principal no puede analizarse como un cuerpo de turbidita independiente.
El frente del cuerpo principal de arena de asentamiento es donde se desarrollan cuerpos aislados de turbiditas de asentamiento. De acuerdo con los resultados de la simulación de los experimentos del canal, la distribución de los cuerpos de turbiditas de asentamiento en el frente del delta se divide en cuatro zonas. La Zona I es el área inmediatamente adyacente al cuerpo sedimentario de asentamiento principal y también es un cuerpo de turbidita de origen de onda (Figura 10). -13① , Figura 10-14①) y un lugar favorable para el desarrollo de cuerpos turbidíticos secundarios superpuestos (Figura 10-13④, Figura 10-14④) producidos por sismos. La Zona II es la zona central entre el frente del delta y el talud inferior. El cuerpo de arena turbidita en el canal de agua profundo se forma por la compactación por gravedad y el hundimiento del frente del delta bajo la acción de un fuerte flujo de agua (Figura 10-13②, Figura). 10-14②) y pequeñas turbiditas formadas por licuefacción y colapso bajo la acción de la vibración (Figura 10-13③, Figura 10-14③) se depositan principalmente en esta zona debido a la desaparición gradual de los efectos dinámicos. La Zona III está ubicada cerca del quiebre del talud inferior y es el lugar donde se depositó la divergencia en forma de lengua del sistema de turbidita de asentamiento (Figura 10-13⑤, Figura 10-14⑤) formada bajo la acción de un fuerte flujo de agua. La Zona IV es el área de depresión de aguas profundas en el frente del delta. Los cuerpos de turbidita de asentamiento secundario (Figura 10-13⑥, Figura 10-14⑥) formados por el colapso de la falla causado por terremotos se depositan principalmente en esta área.
Relativamente hablando, los cuerpos de arena de turbidita en las Zonas I, II y IV son objetivos de exploración más favorables, especialmente los cuerpos de arena de turbidita en la Zona IV, que son de mayor escala y tienen un contenido de arena relativamente mayor. de altura, se desarrolla en depresiones profundas y está en contacto directo con rocas generadoras de petróleo. Es el yacimiento litológico de petróleo y gas más favorable en el frente del delta. Los cuerpos de arena de turbidita en las Zonas I y II son de pequeña escala y tienen una distribución pobre y regular, lo que los convierte en objetivos secundarios favorables. Aunque las turbiditas depositadas en la zona III son de gran escala, los sedimentos tienen un alto contenido de lodo, propiedades físicas deficientes y un espesor fino. Son los objetivos de exploración de turbiditas del frente del delta del siguiente nivel.
Figura 10-13 Diagrama esquemático del patrón de distribución plano de los cuerpos de turbidita en el frente del delta
Figura 10-14 Diagrama esquemático del patrón de distribución en sección transversal de los cuerpos de turbidita en el frente del delta frente delta